Fråga:
Fördröjning mellan neutrino-puls och synlig blixt av supernova
Colin Paddock
2017-11-07 06:51:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Om du kretsar kring en stjärna som genomgår en kärnkollaps-supernova, vad skulle då vara förseningen mellan neutrino-pulsen från kollapsen och de första synliga effekterna på ytan? I grund och botten försöker jag få en vetenskapligt trovärdig mätare av varningstiden som ges av neutrinpulsen.

Hur nära är du supernova? Även om det verkligen finns en puls associerad med kärnkollaps, stiger neutrinoflödet betydligt under timmarna före det.
Jag tänker på den tid det tar för chockvåg eller ljus / värmepuls att nå fotosfären och fly. Därifrån kan jag beräkna själv.
Nej, jag menar innan neutrinopulsen skulle det bli en ökning av neutrinflödet som skulle kunna detekteras om du var tillräckligt nära. Så mitt svar är en lägre gräns.
Planerar du att skriva om "Strömmar i rymden"? :-)
Se även https://astronomy.stackexchange.com/questions/18423/are-there-observable-changes-in-a-star-about-to-become-supernova-minutes-or-hou?rq=1
Ett svar:
Rob Jeffries
2017-11-07 08:29:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Neutrino-pulsen associerad med kärnkollaps-supernova SN1987A i det stora magellanska molnet beräknades ha kommit till jorden ungefär 3 timmar innan supernova-ljuskurvan steg (t.ex. granskningen av Beall 2006).

Om neutriner är masslösa eller har små massor (vilket de gör), är detta ditt svar.

Om de har massor (och de har), då svaret kan bero på neutrino-massan och hur långt du är från supernovan, eftersom partiklar med massa kommer att resa långsammare än ljusets hastighet. Därför kommer den "fördröjda" men snabbare optiska strålningen att komma ikapp med neutrinerna.

Neutrino-massorna är troligen i storleksordningen 0,1 eV, medan neutrinos energier från supernovor med kärnkollaps är cirka 30 MeV i energi. dvs. neutrinerna färdas med en Lorentz-faktor $ \ gamma = (1-v ^ 2 / c ^ 2) ^ {- 1/2} \ sim 3 \ gånger 10 ^ {7} $. Således $$ \ frac {1} {1 - v ^ 2 / c ^ 2} \ sim 9 \ gånger 10 ^ {14} $$ och så $ v / c \ sim 1 - 1 / 1.8 \ gånger 10 ^ {15 } $. Neutrinerna reser antagligen ungefär 1 del i $ 10 ^ {15} $ långsammare än ljusets hastighet.

På solens avstånd uppgår detta till en fördröjning på $ 5 \ gånger 10 ^ {-13} $ s, på avståndet från Andromedagalaxen cirka 0,006s, men för en galax på ett Gpc-avstånd skulle fördröjningen vara cirka 100 s.

Så egentligen, om du inte är upptäcker supernova på andra sidan av det observerbara universum, det gör inga odds och gör verkligen ingen skillnad på avståndet från det stora magellanska molnet. Så jag säger att ditt svar är ungefär tre timmar.

* Om neutriner är masslösa, så är detta ditt svar * Om jag förstår rätt beror detta på att neutrino-flödet börjar öka märkbart timmar innan kärnans kollapspuls, och om de var masslösa skulle de färdas med låg hastighet. Oavsett orsaken, kan jag föreslå att du lägger till det i svarets innehåll för tydlighetens skull.
@stephenG Frågan ställer tiden mellan neutrino-puls och optisk signatur. Det är 3 timmar. SN1987a är inte tillräckligt långt borta för att den lilla neutrino-massan ska kunna göra någon skillnad.


ⓘ
Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...